JPS5947790A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS5947790A JPS5947790A JP57158136A JP15813682A JPS5947790A JP S5947790 A JPS5947790 A JP S5947790A JP 57158136 A JP57158136 A JP 57158136A JP 15813682 A JP15813682 A JP 15813682A JP S5947790 A JPS5947790 A JP S5947790A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor
- semiconductor layer
- doped
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体レーザ装置、特に縦単一モードで発振
する半導体レーザ装置に関するものである０ 〔従来技術〕 屈折率導波型の半導体レーザの代表例であるいわゆる埋
込みへテロ型（Ｂ Ｈ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ）
型）あるいはＣＳ Ｐ （Ｃｈａｎｅｌｅｄ ５ｕｂｓ
ｔｒａｔｅＰｌａｎｅｒ ）型レーザは、良好な電流対
光出力特性を示し、非点収差もないことから、光デイス
ク用ピックアップ光源に用いられている。これらのレー
ザは、一本の縦モードにほとんどの光出力が集中した、
縦単一モード発振を示す。たとえば第１図に示すごとき
スペクトルである。ところ力こ、周囲温度が変化すると
素子によっては、複数の縦モードが同時に発振して著し
い雑音を生じ、光デイスク制御や読出しに障害となるこ
とが明らかとなった。
する半導体レーザ装置に関するものである０ 〔従来技術〕 屈折率導波型の半導体レーザの代表例であるいわゆる埋
込みへテロ型（Ｂ Ｈ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ）
型）あるいはＣＳ Ｐ （Ｃｈａｎｅｌｅｄ ５ｕｂｓ
ｔｒａｔｅＰｌａｎｅｒ ）型レーザは、良好な電流対
光出力特性を示し、非点収差もないことから、光デイス
ク用ピックアップ光源に用いられている。これらのレー
ザは、一本の縦モードにほとんどの光出力が集中した、
縦単一モード発振を示す。たとえば第１図に示すごとき
スペクトルである。ところ力こ、周囲温度が変化すると
素子によっては、複数の縦モードが同時に発振して著し
い雑音を生じ、光デイスク制御や読出しに障害となるこ
とが明らかとなった。
本発明の目的は上記したごとき雑音を除去した縦単一モ
ードで発振する半導体レーザ装置を提供するにある。
ードで発振する半導体レーザ装置を提供するにある。
本発明は通常のダブル・ヘテロ構造、即ち第１の半導体
層と、該第１の半導体層をはさんでこの層より禁制帯幅
が大きく且屈折率が小さなｌ′４％２および第３の半導
体層を少なくとも有する半導体しを用いて実現している
。なお通常、前記第２および第３の半導体層は反対導電
型を有している。こうした半導体レーザのｇ２又は第３
の半導体層のうちｎ導・酸型を有する半導体層のドナー
密度（ＮＤＸｌｏ”ｃｍ ” ）とレーザの全光出刃の
うち当該半導体層中に存在する光出力の割合（Ｆ（％）
）との関係を Ｎ −１’ ＞５００ ・・・・・・・・・
（１）ｎ − とせしむることによって上記の目的を達成し得る。
層と、該第１の半導体層をはさんでこの層より禁制帯幅
が大きく且屈折率が小さなｌ′４％２および第３の半導
体層を少なくとも有する半導体しを用いて実現している
。なお通常、前記第２および第３の半導体層は反対導電
型を有している。こうした半導体レーザのｇ２又は第３
の半導体層のうちｎ導・酸型を有する半導体層のドナー
密度（ＮＤＸｌｏ”ｃｍ ” ）とレーザの全光出刃の
うち当該半導体層中に存在する光出力の割合（Ｆ（％）
）との関係を Ｎ −１’ ＞５００ ・・・・・・・・・
（１）ｎ − とせしむることによって上記の目的を達成し得る。
即ち、半導体レーザのｎＪｔ型のクラッド層にＤＸセン
ター（Ｄｏｎｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｃｃｎｔｒ：ｒ
）とよばれる可飽オ■光吸収特性を示す深いトラップ
準位を適当量生せしめた上で、全光出力のうちの適当な
割合ｆｎ４成型のクラッド層中に存在せしめるのである
。こうした条件下で、発振中の縦モードと非発振の他の
縦モードとの間には吸収損失の差Δαが生じ、発振中の
縦モード以外の縦モードの方がより大きい損失をうけ、
縦単一モードでの発振が安定化される。更に縦モードの
温度変化に関しては第２図に示した如きヒステリシス特
性を生ずる。従って、同一温度で一つの波長のモードし
か立ちようがなく、縦モードが安定される。そして、こ
の損失差Δαが大きいほど温度変化に対して縦モードは
変化しにくくなり、温度変動による縦モード変化で生じ
る雑音が低減するものと考えられる。なお、第２図のヒ
ステリシス特性は１度弱の温度差でもって小さなヒステ
リシス特性を描いているが、前述した周囲温度の変化に
伴なうモードへの影響はこの程度の温度差が問題なので
ある。
ター（Ｄｏｎｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｃｃｎｔｒ：ｒ
）とよばれる可飽オ■光吸収特性を示す深いトラップ
準位を適当量生せしめた上で、全光出力のうちの適当な
割合ｆｎ４成型のクラッド層中に存在せしめるのである
。こうした条件下で、発振中の縦モードと非発振の他の
縦モードとの間には吸収損失の差Δαが生じ、発振中の
縦モード以外の縦モードの方がより大きい損失をうけ、
縦単一モードでの発振が安定化される。更に縦モードの
温度変化に関しては第２図に示した如きヒステリシス特
性を生ずる。従って、同一温度で一つの波長のモードし
か立ちようがなく、縦モードが安定される。そして、こ
の損失差Δαが大きいほど温度変化に対して縦モードは
変化しにくくなり、温度変動による縦モード変化で生じ
る雑音が低減するものと考えられる。なお、第２図のヒ
ステリシス特性は１度弱の温度差でもって小さなヒステ
リシス特性を描いているが、前述した周囲温度の変化に
伴なうモードへの影響はこの程度の温度差が問題なので
ある。
通常、半導体層にドナー不純物をドーグした場合は、Ｄ
Ｘセンタの密度はドナー密度ｎにほぼ比例する。従って
、ｎクラッド層には存在する光分布の割合を７’１１と
すると、損失差ΔαＱよΔα欠Ｄ −７’ ・
・・・・・（２）の関係がある。
Ｘセンタの密度はドナー密度ｎにほぼ比例する。従って
、ｎクラッド層には存在する光分布の割合を７’１１と
すると、損失差ΔαＱよΔα欠Ｄ −７’ ・
・・・・・（２）の関係がある。
なお ｐ。は三層導波路モデルを用いて次の式により算
定される。ｇ３図がこのモデルを示す図で、ｎ、、ｎ２
．ｎ５ は各層の屈折率を示している。なお、図中、２
はｎ導電型のクラッド層、３は活性層、４はｐ導′眠型
のクラッド層を示している。Ｆｎはｎクラッド層に存在
する光分布の割合を示している。
定される。ｇ３図がこのモデルを示す図で、ｎ、、ｎ２
．ｎ５ は各層の屈折率を示している。なお、図中、２
はｎ導電型のクラッド層、３は活性層、４はｐ導′眠型
のクラッド層を示している。Ｆｎはｎクラッド層に存在
する光分布の割合を示している。
度を示している。
こうした導波路モデルの基本的考え方は、たとえば［Ｓ
ｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａ５ｅｒｓ ａｎｄＨｅ
ｔｅｒｏｓｔｒｕｃｒｅ ＬＥ Ｄ Ｓ 、 Ｈｌ！３
Ｎ几ＹＫ Ｉもｇｓ８ＥＬ ｅｔ ａｌ 、Ａ
ＣＡＤＥＭＩＣＰ几ＪＪ Ｓ Ｓ 、 Ｎｅｗ Ｙｏｒ
ｋ １９７７ Ｊの第１４８頁〜第１５０頁等に説明さ
れている通シである。
ｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａ５ｅｒｓ ａｎｄＨｅ
ｔｅｒｏｓｔｒｕｃｒｅ ＬＥ Ｄ Ｓ 、 Ｈｌ！３
Ｎ几ＹＫ Ｉもｇｓ８ＥＬ ｅｔ ａｌ 、Ａ
ＣＡＤＥＭＩＣＰ几ＪＪ Ｓ Ｓ 、 Ｎｅｗ Ｙｏｒ
ｋ １９７７ Ｊの第１４８頁〜第１５０頁等に説明さ
れている通シである。
上述の関係の設定は下記の如き種々の方法がある。
ドナー密度の調整は勿論ドナー不純物のドープ酸の調整
に依る。
に依る。
更にＦｎの調整には活性層の厚さの調整、活性層をはさ
む２つのクラッド層の混晶比を変化させること等によっ
てなし得る。更には、損失差Δαのレーザ共搗長！およ
び発光領域の幅即ち活性領域の幅Ｗのそれぞれに対する
依存性がある。第４図に１およびＷのとυ方について例
示する。第４図は通常Ｃ８Ｐレーザと称されている屈折
率導波型の半導体レーザの例である。この依存性の結果
を、第５図および８６図に示す。第５図は、損失差Δα
のレーザ共振器長に対する依存性を示しだもので、幾つ
かの１の値のところで極大値をもっ振動する曲線となっ
ていることが分かる。また、第６図は損失差Δαの活性
領域中依存性を示すもので、活性領域幅Ｗが小さいほど
Δαが大きくなっていることが分かる。従って、本発明
はＤ ・Ｆｎの積を５００（Ｘ１０’ｃｍ−３・％）以
上にすると同時に、さらに損失差Δαを大きくするため
、レーデ共振器長４と活性領域幅Ｗを最適化することが
よシ好ましい。なお、第５図の結果は活性層の厚さ０．
０６ｔｒｍ、活性層の幅４７Ｊｍ、 ｎキャリア濃度ｌ
Ｘｌ０ ｃｔｎ の例の結果を示している。
む２つのクラッド層の混晶比を変化させること等によっ
てなし得る。更には、損失差Δαのレーザ共搗長！およ
び発光領域の幅即ち活性領域の幅Ｗのそれぞれに対する
依存性がある。第４図に１およびＷのとυ方について例
示する。第４図は通常Ｃ８Ｐレーザと称されている屈折
率導波型の半導体レーザの例である。この依存性の結果
を、第５図および８６図に示す。第５図は、損失差Δα
のレーザ共振器長に対する依存性を示しだもので、幾つ
かの１の値のところで極大値をもっ振動する曲線となっ
ていることが分かる。また、第６図は損失差Δαの活性
領域中依存性を示すもので、活性領域幅Ｗが小さいほど
Δαが大きくなっていることが分かる。従って、本発明
はＤ ・Ｆｎの積を５００（Ｘ１０’ｃｍ−３・％）以
上にすると同時に、さらに損失差Δαを大きくするため
、レーデ共振器長４と活性領域幅Ｗを最適化することが
よシ好ましい。なお、第５図の結果は活性層の厚さ０．
０６ｔｒｍ、活性層の幅４７Ｊｍ、 ｎキャリア濃度ｌ
Ｘｌ０ ｃｔｎ の例の結果を示している。
ｎ／ｐ クラッド組成は、クラッド層をＧ ａ ｔ−
ｘＡＪ、Ａｓとした時、ｎ導・電型のクラッド層の混晶
比（Ｘ）とｐ４を型クラッド層のそれ（Ｘ′）の比を示
したものである。第６図の結果は活性層の厚さ０．０６
μｍ１ 共振器長３００μ品、ｎキャリア濃度ｌＸｌ０
ｃｍ の例の結果を示している。
ｘＡＪ、Ａｓとした時、ｎ導・電型のクラッド層の混晶
比（Ｘ）とｐ４を型クラッド層のそれ（Ｘ′）の比を示
したものである。第６図の結果は活性層の厚さ０．０６
μｍ１ 共振器長３００μ品、ｎキャリア濃度ｌＸｌ０
ｃｍ の例の結果を示している。
以下、本発明の実施例を参照して詳細に説明する０
発振波長７８００人のＡｊｌＧａＡｓ系可視半導体し一
ザで縦単一モード発振する屈折率導波型構造として、第
４図に示したＣ８Ｐ型構造を用いた。ｎ型ＧａＡｓ基板
１（Ｓ１ドープ＋ ｎ〜ｌＸ１０１８ｃｍ”）の（ｉｏ
ｏ）面上に通常のホトレジスト工程により、窓を持つホ
トレジスト膜を形成する。この窓を通して化学エツチン
グをすることによシ、基板１に深さｌＢｍ程度の凹状の
溝を形成する。ホトレジスト膜を除去した後、基板上に
連続液相成長法により、Ｉｐｅドープのｎ−ＡＪ ｘＧ
ａ、−、Ａｓクラッド層２ （０，４＜ｘ＜０．４５
）、アンドープのＡＪ 、 Ｇａ、−、Ａｓ活性／１ｉ
ｆ３（ｙ−０，１４、発掘波長７８００人に相当）、Ｚ
ｎドープのｐ −Ａｌ、Ｇａ１−。
ザで縦単一モード発振する屈折率導波型構造として、第
４図に示したＣ８Ｐ型構造を用いた。ｎ型ＧａＡｓ基板
１（Ｓ１ドープ＋ ｎ〜ｌＸ１０１８ｃｍ”）の（ｉｏ
ｏ）面上に通常のホトレジスト工程により、窓を持つホ
トレジスト膜を形成する。この窓を通して化学エツチン
グをすることによシ、基板１に深さｌＢｍ程度の凹状の
溝を形成する。ホトレジスト膜を除去した後、基板上に
連続液相成長法により、Ｉｐｅドープのｎ−ＡＪ ｘＧ
ａ、−、Ａｓクラッド層２ （０，４＜ｘ＜０．４５
）、アンドープのＡＪ 、 Ｇａ、−、Ａｓ活性／１ｉ
ｆ３（ｙ−０，１４、発掘波長７８００人に相当）、Ｚ
ｎドープのｐ −Ａｌ、Ｇａ１−。
Ａｓクラッド層４（０，４＜ ｚ ＜ ０．５、ｐ〜５
×１０１１０ｌ７”）、Ｔｅドープのｎ−ＧａＡｓキャ
ップ層５（ｎ〜１Ｘ１０”ｃｍ−３）を形成する。この
時、活性層３の厚さは０，０４〜０．０７μｍ、ｎ〜ク
ラッドＩ裔２の厚さは溝の中央部で１．３μｍ％溝の両
側で０．３μｍ％ ｐ−クラッド層４の厚さは１．５μ
ｍ１キヤツプ層５の厚さは１μｒｎとした。第１表は試
作した半導体レーザの例をまとめたものである。
×１０１１０ｌ７”）、Ｔｅドープのｎ−ＧａＡｓキャ
ップ層５（ｎ〜１Ｘ１０”ｃｍ−３）を形成する。この
時、活性層３の厚さは０，０４〜０．０７μｍ、ｎ〜ク
ラッドＩ裔２の厚さは溝の中央部で１．３μｍ％溝の両
側で０．３μｍ％ ｐ−クラッド層４の厚さは１．５μ
ｍ１キヤツプ層５の厚さは１μｒｎとした。第１表は試
作した半導体レーザの例をまとめたものである。
いずれも、雑音特性において優れていた。また、第７図
は、第２図の実施例として、活性層わん開型構造を示し
たものである。これは活性層が溝の中央部でわずかにた
れ下がった構造となっており、中心部の活性層の厚さが
わずかに厚いため横モードが制御されている。第７図の
符号１〜６は４４図のＣ８Ｐ構造の場合と同様である。
は、第２図の実施例として、活性層わん開型構造を示し
たものである。これは活性層が溝の中央部でわずかにた
れ下がった構造となっており、中心部の活性層の厚さが
わずかに厚いため横モードが制御されている。第７図の
符号１〜６は４４図のＣ８Ｐ構造の場合と同様である。
次に、キャップ層５の上にスパッタ蒸着によって５ｉＯ
２−８ｉＮ膜を、或いはＣＶＤ法（ＣｌｘｅｍｉｃａＪ
ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ ｉ ｔ ｉｏｎ ）によって
Ｓ ｉ ０２− Ａｌ１２０３膜を形成した後、ホトレ
ジスト工程を経て拡散孔を開け、ここからＺｎを拡散し
、電流通路となるｐ型Ｚｎ拡散領域６を形成した。その
後は、ｐ型電極としてＴｉ−Ｍｏ−Ａｕ、ｎ型電極とし
てＡｎ（ＪｅＮ ｉ −Ｃｒ−Ｐｄ−Ａｕを蒸着し、最
後に結晶を相対する面が平行になるように（１１０）面
でへ＠ Ｉｊｉｎ シ、レーザ装置を形成した。
２−８ｉＮ膜を、或いはＣＶＤ法（ＣｌｘｅｍｉｃａＪ
ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ ｉ ｔ ｉｏｎ ）によって
Ｓ ｉ ０２− Ａｌ１２０３膜を形成した後、ホトレ
ジスト工程を経て拡散孔を開け、ここからＺｎを拡散し
、電流通路となるｐ型Ｚｎ拡散領域６を形成した。その
後は、ｐ型電極としてＴｉ−Ｍｏ−Ａｕ、ｎ型電極とし
てＡｎ（ＪｅＮ ｉ −Ｃｒ−Ｐｄ−Ａｕを蒸着し、最
後に結晶を相対する面が平行になるように（１１０）面
でへ＠ Ｉｊｉｎ シ、レーザ装置を形成した。
今、ｎ−クラッド層中のＤＸセ／ター密度を変えるため
＋ｐ ｅのドープ量を、キャリヤ密度ｎで１〜２０Ｘ
１０ ｃｍ の範囲で変化させた。また、ｎ−クラッ
ド層中の光出力の割合Ｆ。を変えるためにｓ ｎＪ電
型とｐ導電型クラッド層のＡｌＡｓのモル比（Ｘ／ｚ）
を、（０，４１０，４）、（０，４１０，４５）（０，
４５１０，４５）、（０，４５１０，５０）の４種類変
化し、さらに活性ｊ→の厚さｄを０．０４−０．０７μ
ｍの範囲で変化させることによｐ、ｒｎを４０〜７０％
の範囲で変化させた。
＋ｐ ｅのドープ量を、キャリヤ密度ｎで１〜２０Ｘ
１０ ｃｍ の範囲で変化させた。また、ｎ−クラッ
ド層中の光出力の割合Ｆ。を変えるためにｓ ｎＪ電
型とｐ導電型クラッド層のＡｌＡｓのモル比（Ｘ／ｚ）
を、（０，４１０，４）、（０，４１０，４５）（０，
４５１０，４５）、（０，４５１０，５０）の４種類変
化し、さらに活性ｊ→の厚さｄを０．０４−０．０７μ
ｍの範囲で変化させることによｐ、ｒｎを４０〜７０％
の範囲で変化させた。
これらのＮＤ、／’ｎ の組合せによるレーザ装置の雑
音特性を調べた結果、低雑音素子の良品歩留シは、第８
図に示しだ如く、ＮＤ−ｒｎの積と極めて良好の相関が
あることが判明した。即ちｔｌ ・Ｆ、、≧５００の
装置では１００％の歩留シで低Ｍ跨化が実現されること
が判明した。なお、活性領域中は４μｍ１共振器長は３
００μｍの例である。第９図は、第８図に示した装置の
うちｎ−１’。＝４００と５００の素子グループについ
て、低雑音素子の割合の温度依存性を示す。高温でれＹ
％ＤＸセンターによる光吸収係数が減少することに対応
して、歩留りが低下してくるが、ＮＤ・１“ｎ≧５００
のものについては、５Ｏ−６０Ｃまでの温度で９０％以
上の高い良品率が得られることがわかる。
音特性を調べた結果、低雑音素子の良品歩留シは、第８
図に示しだ如く、ＮＤ−ｒｎの積と極めて良好の相関が
あることが判明した。即ちｔｌ ・Ｆ、、≧５００の
装置では１００％の歩留シで低Ｍ跨化が実現されること
が判明した。なお、活性領域中は４μｍ１共振器長は３
００μｍの例である。第９図は、第８図に示した装置の
うちｎ−１’。＝４００と５００の素子グループについ
て、低雑音素子の割合の温度依存性を示す。高温でれＹ
％ＤＸセンターによる光吸収係数が減少することに対応
して、歩留りが低下してくるが、ＮＤ・１“ｎ≧５００
のものについては、５Ｏ−６０Ｃまでの温度で９０％以
上の高い良品率が得られることがわかる。
さらに、次のパラメータの変化に基づく雑酢特性の変化
を検討した。
を検討した。
（１）活性層の厚−ｇｄを０．０４〜０．０７ ａｍの
範囲で変化させた。（２）ｎ−７’、の値が同じである
素子の中で、レーザ共振器長７１を１００〜５００μｍ
の範囲で変１ヒさせると共に、活性層幅Ｗを１〜８μｍ
の範囲で変化させ、レーザ素子の雑縫特性を調べた。そ
の結果レーザ共振器長！が２１０〜２５０ｚ＋ｍ及び４
００〜４４０μｍの範囲にある素子の温度雑薩は、！が
これらの範囲外にある素子よりも少ないと同時に、低雑
音素子の良品歩留シも高く、この結果は基本的に第５図
に示した通シでおった。また、活性層幅Ｗが小さい素子
はど雑音が少なく、低雑音素子の良品歩留シも高いこと
が判明し、この結果は基本的に第６図に示した通シであ
った。従って、ｎ−Ｉ’ｎ＞５００の条件のもとで、レ
ーザ共振器長！を２１０〜２５０μｍの範囲に、活性層
幅Ｗを１〜４μｍの範囲にそれぞれすることが極めて好
ましいことがわかりた０ 以上は、Ｃ８Ｐ型半導体レーザと活性層わん凹型Ｃ８Ｐ
型半導体レーザを例にとって説明しだが、その他の横モ
ード屈折率導波型半導体レーザ、Ｂ Ｈ（ｌ１ｕｒｉｅ
ｄ １（ｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）レーザ、Ｔ
Ｓ （Ｔｅｒｒａｃ−ｅｄ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ ）
、ＶＳ Ｉ ８ Ｌ／ −ザ、ＴＪ８レーザ（Ｔｒａｎ
ｓｖｅｒｓｅ ＪｕｎｃｔｉｏｎＳｔｒｉｐ）において
も全く同様の結果が得られることはいうまでもない。ま
た、波長も７８ （１０人に限らず、波長６８００λ〜
８９００人のＡ７１ＧａＡｓ系でＣＷ発振できる全範…
Ｊにわた９同様の結果を得た。また、液相成長法で作製
したレー！）′に限らず、Ｓｎ又はＳｉ ドープした
クラッドをイイするＭＢＥ成長素子や、Ｓｅ又はＳドー
プしたクラッドを有するＭＯ−ＣＶＤ法で作製した素子
についてもほとんど同じ結果が得られる。また、本発明
の内容はＡ ｊｌ Ｇ ａ Ａ ｓ以外のレーザ材料、
例えば波長１．２〜１．６ａｍのＩｎＧａＡｓＰ系レー
ザ等■−し族半導体材料を用いた半導体レーザ装置にお
いても同様に有効であった。
範囲で変化させた。（２）ｎ−７’、の値が同じである
素子の中で、レーザ共振器長７１を１００〜５００μｍ
の範囲で変１ヒさせると共に、活性層幅Ｗを１〜８μｍ
の範囲で変化させ、レーザ素子の雑縫特性を調べた。そ
の結果レーザ共振器長！が２１０〜２５０ｚ＋ｍ及び４
００〜４４０μｍの範囲にある素子の温度雑薩は、！が
これらの範囲外にある素子よりも少ないと同時に、低雑
音素子の良品歩留シも高く、この結果は基本的に第５図
に示した通シでおった。また、活性層幅Ｗが小さい素子
はど雑音が少なく、低雑音素子の良品歩留シも高いこと
が判明し、この結果は基本的に第６図に示した通シであ
った。従って、ｎ−Ｉ’ｎ＞５００の条件のもとで、レ
ーザ共振器長！を２１０〜２５０μｍの範囲に、活性層
幅Ｗを１〜４μｍの範囲にそれぞれすることが極めて好
ましいことがわかりた０ 以上は、Ｃ８Ｐ型半導体レーザと活性層わん凹型Ｃ８Ｐ
型半導体レーザを例にとって説明しだが、その他の横モ
ード屈折率導波型半導体レーザ、Ｂ Ｈ（ｌ１ｕｒｉｅ
ｄ １（ｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）レーザ、Ｔ
Ｓ （Ｔｅｒｒａｃ−ｅｄ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ ）
、ＶＳ Ｉ ８ Ｌ／ −ザ、ＴＪ８レーザ（Ｔｒａｎ
ｓｖｅｒｓｅ ＪｕｎｃｔｉｏｎＳｔｒｉｐ）において
も全く同様の結果が得られることはいうまでもない。ま
た、波長も７８ （１０人に限らず、波長６８００λ〜
８９００人のＡ７１ＧａＡｓ系でＣＷ発振できる全範…
Ｊにわた９同様の結果を得た。また、液相成長法で作製
したレー！）′に限らず、Ｓｎ又はＳｉ ドープした
クラッドをイイするＭＢＥ成長素子や、Ｓｅ又はＳドー
プしたクラッドを有するＭＯ−ＣＶＤ法で作製した素子
についてもほとんど同じ結果が得られる。また、本発明
の内容はＡ ｊｌ Ｇ ａ Ａ ｓ以外のレーザ材料、
例えば波長１．２〜１．６ａｍのＩｎＧａＡｓＰ系レー
ザ等■−し族半導体材料を用いた半導体レーザ装置にお
いても同様に有効であった。
本発明の適用によって縦単一モードの半導体レーザ装置
を安定して提供することができる。
を安定して提供することができる。
第１０図は半導体レーザ装置の凡ＩＮ（Ｒｅｌａ−ｔｉ
ｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｎｏ１ｓｅ ） を本
発明の適用した例と、不適用の例を比較して示す。出力
は３ｍＷ、＼測定周波数（ｆ）が２〜１２ＭＨｚ 、
測定帯域幅（Δｆ）が３００ＫＨｚ の結果である
。
ｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｎｏ１ｓｅ ） を本
発明の適用した例と、不適用の例を比較して示す。出力
は３ｍＷ、＼測定周波数（ｆ）が２〜１２ＭＨｚ 、
測定帯域幅（Δｆ）が３００ＫＨｚ の結果である
。
図から明らかなように本発明の適用によればいずれの温
度においても低雑音を維持し得る。これに対し、本廃明
の不適用な場合、温度に対し雑音特性が極めて不安定と
なることが理解される。
度においても低雑音を維持し得る。これに対し、本廃明
の不適用な場合、温度に対し雑音特性が極めて不安定と
なることが理解される。
第１図は屈折率導波型の縦単一モードで発振する半導体
レーザ装置の代表的縦モードスペクトル分布を示す。第
２図は縦単一モード発振が安定化された半導体ｌ／−ザ
装置にみられる発振波長の温度依存性の代表例を示す図
。第３図はクラッド層に存在する光分布の割合の考え方
を説明するモデを ル図、第４図はＣＡＰ蕪レーザ装置の斜視図、第５図は
損失差Δαとレーザ共振器長との関係を示す図、第６図
は損失差と活性層幅のの関係を示す図、第７図は活性層
のわん曲した屈折率導波型半導体レーザ装置を示す装置
断面図、第８図はＮ、・Ｆ、ｌ と低雑音・装置の取得
歩留υとの関係を示す図、第９図は低雑音レーザ装置の
割合の温度依存性を示す図、第１０図はｌ（、ＩＮの温
度依存性を示す図である。 １−ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板（８ｉドープ、１×１０１
８ｃｍ”−３）、２ ＝−ｎ型Ａ ｌ ｘＧ ａ 、−
ｘＡ ｓクラッド層（Ｔｅドープ）、３・・・アンドー
プＡＪ、Ｇａ、、Ａｓ活性層、４ ・ｐ型ＡＪ、Ｇａ、
−、Ａｓクラッド層（Ｚｎドープ、５ Ｘ １．０１７
ｃｍ−３）、５− ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキイ２１層（Ｔ
ｅドープ、Ｉ Ｘ １０１８ｃｍ−３）、６・・・Ｚｎ
拡散領域 ど −′、゛′−５ 代理人 升理士 薄 １）利 幸）、パ。 ・−、− 第 １ 図 ８２ 図 昌 宸 Ｔ（’ｔ） 葛 ３ 回 ／′／７ ８４ 図 葛 ５ 凹 ン 杓・ｔ ８９ 対 レーザ゛ 素装置ｃ１ 過度 ７ （ａｃ、）第１θ
凹 過度 （０Ｃ） 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 大歳創 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
レーザ装置の代表的縦モードスペクトル分布を示す。第
２図は縦単一モード発振が安定化された半導体ｌ／−ザ
装置にみられる発振波長の温度依存性の代表例を示す図
。第３図はクラッド層に存在する光分布の割合の考え方
を説明するモデを ル図、第４図はＣＡＰ蕪レーザ装置の斜視図、第５図は
損失差Δαとレーザ共振器長との関係を示す図、第６図
は損失差と活性層幅のの関係を示す図、第７図は活性層
のわん曲した屈折率導波型半導体レーザ装置を示す装置
断面図、第８図はＮ、・Ｆ、ｌ と低雑音・装置の取得
歩留υとの関係を示す図、第９図は低雑音レーザ装置の
割合の温度依存性を示す図、第１０図はｌ（、ＩＮの温
度依存性を示す図である。 １−ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板（８ｉドープ、１×１０１
８ｃｍ”−３）、２ ＝−ｎ型Ａ ｌ ｘＧ ａ 、−
ｘＡ ｓクラッド層（Ｔｅドープ）、３・・・アンドー
プＡＪ、Ｇａ、、Ａｓ活性層、４ ・ｐ型ＡＪ、Ｇａ、
−、Ａｓクラッド層（Ｚｎドープ、５ Ｘ １．０１７
ｃｍ−３）、５− ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキイ２１層（Ｔ
ｅドープ、Ｉ Ｘ １０１８ｃｍ−３）、６・・・Ｚｎ
拡散領域 ど −′、゛′−５ 代理人 升理士 薄 １）利 幸）、パ。 ・−、− 第 １ 図 ８２ 図 昌 宸 Ｔ（’ｔ） 葛 ３ 回 ／′／７ ８４ 図 葛 ５ 凹 ン 杓・ｔ ８９ 対 レーザ゛ 素装置ｃ１ 過度 ７ （ａｃ、）第１θ
凹 過度 （０Ｃ） 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 大歳創 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１の半導体層と、該第１の半導体層をはさんでこ
の層よシ禁制帯幅が大きく且屈折率の小さな第２および
第３の半導体層を有する光閉じ込の領域を少なくとも有
し且前記第２および第３０半導体層が互いに逆導電型を
有する半導体レーザ装置において、前記第２又は第３の
半導体層のうちのｎ４電型を有する半導体層のドナー密
度（ＮＤＸ １０１７ｃｍ−３）とレーザの全光出力の
うちの当該半導体層中に存在する光出力の割合（Ｆｎ％
）との関係をＮ、・Ｆｎ＞５００とせしめたことを特徴
とする半導体レーデ装置。 ２、前記第２の半導体層又は第３の半導体層の屈折率を
非対象となしたことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158136A JPS5947790A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 半導体レ−ザ装置 |
| EP83108998A EP0106152B1 (en) | 1982-09-13 | 1983-09-12 | Semiconductor laser device |
| DE8383108998T DE3380387D1 (en) | 1982-09-13 | 1983-09-12 | Semiconductor laser device |
| US06/531,710 US4563764A (en) | 1982-09-13 | 1983-09-13 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158136A JPS5947790A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5947790A true JPS5947790A (ja) | 1984-03-17 |
| JPH0422033B2 JPH0422033B2 (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=15665055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57158136A Granted JPS5947790A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4563764A (ja) |
| EP (1) | EP0106152B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5947790A (ja) |
| DE (1) | DE3380387D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6140027A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075743A (en) * | 1989-06-06 | 1991-12-24 | Cornell Research Foundation, Inc. | Quantum well optical device on silicon |
| JP3278951B2 (ja) * | 1992-10-23 | 2002-04-30 | ソニー株式会社 | オーミック電極の形成方法 |
| US5537433A (en) * | 1993-07-22 | 1996-07-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitter |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496529U (ja) * | 1972-04-18 | 1974-01-21 | ||
| JPS49120992U (ja) * | 1973-02-13 | 1974-10-16 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1147045A (en) * | 1978-09-20 | 1983-05-24 | Naoki Chinone | Semiconductor laser device |
| CA1137605A (en) * | 1979-01-15 | 1982-12-14 | Donald R. Scifres | High output power laser |
| US4280106A (en) * | 1979-05-15 | 1981-07-21 | Xerox Corporation | Striped substrate planar laser |
| JPS5640292A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-16 | Fujitsu Ltd | Semiconductor laser |
-
1982
- 1982-09-13 JP JP57158136A patent/JPS5947790A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-12 EP EP83108998A patent/EP0106152B1/en not_active Expired
- 1983-09-12 DE DE8383108998T patent/DE3380387D1/de not_active Expired
- 1983-09-13 US US06/531,710 patent/US4563764A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496529U (ja) * | 1972-04-18 | 1974-01-21 | ||
| JPS49120992U (ja) * | 1973-02-13 | 1974-10-16 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6140027A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0422033B2 (ja) | 1992-04-15 |
| EP0106152A2 (en) | 1984-04-25 |
| DE3380387D1 (en) | 1989-09-14 |
| US4563764A (en) | 1986-01-07 |
| EP0106152A3 (en) | 1986-03-05 |
| EP0106152B1 (en) | 1989-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nahory et al. | Threshold dependence on active-layer thickness in InGaAsP/InP DH lasers | |
| JPS6180882A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| Manning et al. | Carrier-induced index change in AlGaAs double-heterostructure lasers | |
| JPS589389A (ja) | 発光構体及びその製造方法 | |
| JPS5947790A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH021386B2 (ja) | ||
| JPH0416032B2 (ja) | ||
| US5518954A (en) | Method for fabricating a semiconductor laser | |
| Miyamoto et al. | Surface emitting lasers grown by chemical beam epitaxy | |
| JPH0462195B2 (ja) | ||
| JPH02228087A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP3396323B2 (ja) | 高抵抗化合物半導体層とその結晶成長法，及び該高抵抗化合物半導体層を用いた半導体装置 | |
| US4722087A (en) | Lead-strontium-chalcogenide diode laser | |
| US6678296B1 (en) | Optical semiconductor device using a SiGeC random mixed crystal | |
| JPH01155678A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH0945989A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH0786695A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH0846290A (ja) | 光半導体素子 | |
| JPS60126880A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH05283802A (ja) | 量子井戸半導体レーザ素子 | |
| JPS60189984A (ja) | 半導体レ−ザとその製造方法 | |
| JPH0265285A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS6229189A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH03148889A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH02213183A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 |